JPH07109034B2 - 硬質多層膜形成体およびその製造方法 - Google Patents
硬質多層膜形成体およびその製造方法Info
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- JPH07109034B2 JPH07109034B2 JP3138534A JP13853491A JPH07109034B2 JP H07109034 B2 JPH07109034 B2 JP H07109034B2 JP 3138534 A JP3138534 A JP 3138534A JP 13853491 A JP13853491 A JP 13853491A JP H07109034 B2 JPH07109034 B2 JP H07109034B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性及び自己潤滑
性の改善された硬質多層膜形成体及びその製造方法に関
し、工具、金型、機械部品に応用し得るものである。
性の改善された硬質多層膜形成体及びその製造方法に関
し、工具、金型、機械部品に応用し得るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、工具、金型、機械部品の耐摩耗性
を向上させるのにＴｉＣやＴｉＮのコーティングが用い
られてきた。しかし、これらのチタン化合物系硬質膜は
耐摩耗性はあるものの、自己潤滑性に乏しく、無潤滑の
条件下では、アルミニウムなどの活性な金属とは凝着を
起こしてしまうことが多かった。また、硬質アモルファ
スカーボン膜は硬く、しかも自己潤滑性があるが、基材
との密着力が不十分で剥離を起こし易かった。又、Ｔｉ
ＣやＴｉＮ上に硬質アモルファスカーボン膜を形成させ
ようとしても、硬質アモルファスカーボンのもつ内部応
力が大きく、さらに、ＴｉＣやＴｉＮと硬質アモルファ
スカーボンとの整合性が悪いため、成膜中あるいは成膜
後すぐにＴｉＣ、ＴｉＮと硬質アモルファスカーボンの
膜の間で剥離してしまうことが多かった。そこで、Ｔｉ
Ｃ、ＴｉＮと硬質アモルファスカーボンの中間層とし
て、ＴｉＣやチタン化合物等を含有する層を導入すれ
ば、軽荷重の用途や装飾的な用途には使用可能となる
が、中間層と硬質アモルファスカーボン層との密着性が
不十分で、一般的な自己潤滑性、耐摩耗性を要求される
用途には実用的でない。
を向上させるのにＴｉＣやＴｉＮのコーティングが用い
られてきた。しかし、これらのチタン化合物系硬質膜は
耐摩耗性はあるものの、自己潤滑性に乏しく、無潤滑の
条件下では、アルミニウムなどの活性な金属とは凝着を
起こしてしまうことが多かった。また、硬質アモルファ
スカーボン膜は硬く、しかも自己潤滑性があるが、基材
との密着力が不十分で剥離を起こし易かった。又、Ｔｉ
ＣやＴｉＮ上に硬質アモルファスカーボン膜を形成させ
ようとしても、硬質アモルファスカーボンのもつ内部応
力が大きく、さらに、ＴｉＣやＴｉＮと硬質アモルファ
スカーボンとの整合性が悪いため、成膜中あるいは成膜
後すぐにＴｉＣ、ＴｉＮと硬質アモルファスカーボンの
膜の間で剥離してしまうことが多かった。そこで、Ｔｉ
Ｃ、ＴｉＮと硬質アモルファスカーボンの中間層とし
て、ＴｉＣやチタン化合物等を含有する層を導入すれ
ば、軽荷重の用途や装飾的な用途には使用可能となる
が、中間層と硬質アモルファスカーボン層との密着性が
不十分で、一般的な自己潤滑性、耐摩耗性を要求される
用途には実用的でない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
基材の表面に自己潤滑性で耐摩耗性の被膜を形成し、し
かもその被膜が密着性が良好で剥離し難いものである硬
質多層膜形成体を提供することを課題とするものであ
る。
基材の表面に自己潤滑性で耐摩耗性の被膜を形成し、し
かもその被膜が密着性が良好で剥離し難いものである硬
質多層膜形成体を提供することを課題とするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、基材表面にチ
タン化合物系硬質耐摩耗性被膜層、チタン化合物傾斜組
成層、硬質アモルファスカーボンを主体とする自己潤滑
性被覆層を順次形成してなることを特徴とする硬質多層
膜形成体である。
タン化合物系硬質耐摩耗性被膜層、チタン化合物傾斜組
成層、硬質アモルファスカーボンを主体とする自己潤滑
性被覆層を順次形成してなることを特徴とする硬質多層
膜形成体である。
【０００５】上記において、チタン化合物はＴｉＣまた
はＴｉＮであり、各層はプラズマＣＶＤ法により形成さ
れる。そして、自己潤滑性被膜層は、硬質アモルファス
カーボンを主体とし、５〜４０ｍｏｌ％のＴｉＣの如き
チタン化合物を含有し、又プラズマＣＶＤ法においてＴ
ｉ源として用いたＴｉＣｌ4からの残留塩素量が３ａｔ
％以下である。膜中に５ａｔ％を越える量の塩素が残留
すると膜特性（自己潤滑、耐摩耗性等）に悪影響を与え
る。チタン化合物の量が５ｍｏｌ％未満であると傾斜組
成層との密着性に問題がある。装飾等の用途或いは軽荷
重しかかからない用途には５ｍｏｌ％未満でも充分であ
るが、一般的な自己潤滑性、耐摩耗性を要求される用途
には実用的でない。又、チタン化合物の量が４０ｍｏｌ
％を越えると、チタン化合物の特性が強くなって、自己
潤滑の機能が損なわれる。そして、この自己潤滑性被膜
層の厚さは０．５〜３．０μｍが好適である。
はＴｉＮであり、各層はプラズマＣＶＤ法により形成さ
れる。そして、自己潤滑性被膜層は、硬質アモルファス
カーボンを主体とし、５〜４０ｍｏｌ％のＴｉＣの如き
チタン化合物を含有し、又プラズマＣＶＤ法においてＴ
ｉ源として用いたＴｉＣｌ4からの残留塩素量が３ａｔ
％以下である。膜中に５ａｔ％を越える量の塩素が残留
すると膜特性（自己潤滑、耐摩耗性等）に悪影響を与え
る。チタン化合物の量が５ｍｏｌ％未満であると傾斜組
成層との密着性に問題がある。装飾等の用途或いは軽荷
重しかかからない用途には５ｍｏｌ％未満でも充分であ
るが、一般的な自己潤滑性、耐摩耗性を要求される用途
には実用的でない。又、チタン化合物の量が４０ｍｏｌ
％を越えると、チタン化合物の特性が強くなって、自己
潤滑の機能が損なわれる。そして、この自己潤滑性被膜
層の厚さは０．５〜３．０μｍが好適である。
【０００６】チタン化合物傾斜組成層は、チタン化合物
の含有量が上記自己潤滑性被膜に向って徐々に少なくな
る層である。この層がないとチタン化合物系硬質耐摩耗
性被覆層と、自己潤滑性被膜層との実用的な密着性は得
られない。その厚さは０．１〜１．０μｍの範囲でよ
い。チタン化合物系硬質耐摩耗性被膜層は、ＴｉＣ、Ｔ
ｉＮ等よりなる層で、耐摩耗性をもたせる層であり、そ
の厚さは０．５〜５．０μｍの範囲がよい。
の含有量が上記自己潤滑性被膜に向って徐々に少なくな
る層である。この層がないとチタン化合物系硬質耐摩耗
性被覆層と、自己潤滑性被膜層との実用的な密着性は得
られない。その厚さは０．１〜１．０μｍの範囲でよ
い。チタン化合物系硬質耐摩耗性被膜層は、ＴｉＣ、Ｔ
ｉＮ等よりなる層で、耐摩耗性をもたせる層であり、そ
の厚さは０．５〜５．０μｍの範囲がよい。
【０００７】本発明は又、上記硬質多層膜形成体の製造
方法にも関する。すなわち、真空炉内に基材を配設し、
５００℃前後の温度で原料ガスを該炉内に導入し、プラ
ズマＣＶＤ法により基材上にチタン化合物膜を形成し、
ついで真空を維持したまま基材温度を２５０〜４００℃
として、同じくプラズマＣＶＤ法によりチタン化合物傾
斜組成層及び硬質アモルファスカーボンを主体とする自
己潤滑性被膜層を形成することを特徴とする方法であ
る。
方法にも関する。すなわち、真空炉内に基材を配設し、
５００℃前後の温度で原料ガスを該炉内に導入し、プラ
ズマＣＶＤ法により基材上にチタン化合物膜を形成し、
ついで真空を維持したまま基材温度を２５０〜４００℃
として、同じくプラズマＣＶＤ法によりチタン化合物傾
斜組成層及び硬質アモルファスカーボンを主体とする自
己潤滑性被膜層を形成することを特徴とする方法であ
る。
【０００８】一般にプラズマＣＶＤ法でチタン化合物例
えばＴｉＣ膜を形成させる場合、キャリアガスとしての
Ｈ2（ＴｉＣｌ4）量とＣＨ4量をある値以下（ＴｉＣｌ4
気化器温度２０℃では０．０２程度以下）にしてやらな
いと、即ちＣＨ4量をある値以下に制御してやらない
と、特に立体形状をした物に関しては、エッジ部に密着
性の悪いグラファイトが形成されてしまいエッジ部が充
分にＴｉＣでコーティングされない。又、成膜温度も５
００℃以上でないと膜中に多量の塩素が残留する。膜中
に５ａｔ％以上の塩素が残留すると膜特性（自己潤滑、
耐摩耗性等）に悪影響を与える。
えばＴｉＣ膜を形成させる場合、キャリアガスとしての
Ｈ2（ＴｉＣｌ4）量とＣＨ4量をある値以下（ＴｉＣｌ4
気化器温度２０℃では０．０２程度以下）にしてやらな
いと、即ちＣＨ4量をある値以下に制御してやらない
と、特に立体形状をした物に関しては、エッジ部に密着
性の悪いグラファイトが形成されてしまいエッジ部が充
分にＴｉＣでコーティングされない。又、成膜温度も５
００℃以上でないと膜中に多量の塩素が残留する。膜中
に５ａｔ％以上の塩素が残留すると膜特性（自己潤滑、
耐摩耗性等）に悪影響を与える。
【０００９】しかし、研究を進める中で基材温度を２５
０〜４００℃とし、ＣＨ4又はＣＨ4以外の炭化水素ガス
とＨ2（ＴｉＣｌ4）の流量比を炭化水素のＣとＨ2（Ｔ
ｉＣｌ4）のＨ2の比で０．２以上とすると、エッジ部の
グラファイト化を防ぐことができ、膜中にこの温度でも
３ａｔ％以下の塩素含有量のＴｉＣを含有した硬質アモ
ルファスカーボン膜を形成させることを見出した。即
ち、５００℃前後の高温でＴｉＣ膜を最初形成させてお
き、その上に温度、ガス流量を上記の値（基材温度を２
５０〜４００℃とし、ＣＨ4又はＣＨ4以外の炭化水素ガ
スとＨ2（ＴｉＣｌ4）の流量比を炭化水素のＣとＨ
2（ＴｉＣｌ4）のＨ2との比で０．２以上）に設定する
ことにより、まず、ＴｉＣ含有量の多い硬質アモルファ
スカーボン膜を形成し、その後徐々にＣＨ4又はＣＨ4以
外の炭化水素ガスとＨ2（ＴｉＣｌ4）の流量比を増やし
て、生成膜中のＴｉＣの含有量を漸減させて硬質アモル
ファスカーボン膜を形成させる傾斜組成層を導入させ
る。そして、最終的にＴｉＣの含有量が５〜４０ｍｏｌ
％である条件にして成膜を行うことにより、ＴｉＣ膜と
硬質アモルファスカーボン膜を連続処理し多層膜を作成
できることがわかった。
０〜４００℃とし、ＣＨ4又はＣＨ4以外の炭化水素ガス
とＨ2（ＴｉＣｌ4）の流量比を炭化水素のＣとＨ2（Ｔ
ｉＣｌ4）のＨ2の比で０．２以上とすると、エッジ部の
グラファイト化を防ぐことができ、膜中にこの温度でも
３ａｔ％以下の塩素含有量のＴｉＣを含有した硬質アモ
ルファスカーボン膜を形成させることを見出した。即
ち、５００℃前後の高温でＴｉＣ膜を最初形成させてお
き、その上に温度、ガス流量を上記の値（基材温度を２
５０〜４００℃とし、ＣＨ4又はＣＨ4以外の炭化水素ガ
スとＨ2（ＴｉＣｌ4）の流量比を炭化水素のＣとＨ
2（ＴｉＣｌ4）のＨ2との比で０．２以上）に設定する
ことにより、まず、ＴｉＣ含有量の多い硬質アモルファ
スカーボン膜を形成し、その後徐々にＣＨ4又はＣＨ4以
外の炭化水素ガスとＨ2（ＴｉＣｌ4）の流量比を増やし
て、生成膜中のＴｉＣの含有量を漸減させて硬質アモル
ファスカーボン膜を形成させる傾斜組成層を導入させ
る。そして、最終的にＴｉＣの含有量が５〜４０ｍｏｌ
％である条件にして成膜を行うことにより、ＴｉＣ膜と
硬質アモルファスカーボン膜を連続処理し多層膜を作成
できることがわかった。
【００１０】以上はＴｉＣ膜の場合について述べたが、
ＴｉＮ膜とその上にチタン化合物含有硬質アモルファス
カーボン膜を形成する場合についても同様である。ま
ず、基材表面に５００℃前後の高温でＴｉＮ膜を最初形
成しておき、温度、ガス流量を上記の値（基材温度を２
５０〜４００℃とし、ＣＨ4又はＣＨ4以外の炭化水素ガ
スとＨ2（ＴｉＣｌ4）流量比を炭化水素のＣとＨ2（Ｔ
ｉＣｌ4）のＨ2の比で０．２以上）に設定し、さらにＮ
2を適当量加えて、まず、チタン化合物含有量の多い硬
質アモルファスカーボン膜を形成し、その後徐々にＣＨ
4又はＣＨ4以外の炭化水素ガスとＨ2（ＴｉＣｌ4）の流
量比を増やしてやり、チタン化合物の含有量を減らして
硬質アモルファスカーボン膜を形成させる傾斜組成層を
導入する。この場合、Ｎ2流量も変化させてやってもよ
い。そして、最終的にチタン化合物の含有量が５〜４０
ｍｏｌ％である条件にして成膜を行うことにより、Ｔｉ
Ｎ膜と硬質アモルファスカーボン膜を連続処理し、多層
膜を作成できる。
ＴｉＮ膜とその上にチタン化合物含有硬質アモルファス
カーボン膜を形成する場合についても同様である。ま
ず、基材表面に５００℃前後の高温でＴｉＮ膜を最初形
成しておき、温度、ガス流量を上記の値（基材温度を２
５０〜４００℃とし、ＣＨ4又はＣＨ4以外の炭化水素ガ
スとＨ2（ＴｉＣｌ4）流量比を炭化水素のＣとＨ2（Ｔ
ｉＣｌ4）のＨ2の比で０．２以上）に設定し、さらにＮ
2を適当量加えて、まず、チタン化合物含有量の多い硬
質アモルファスカーボン膜を形成し、その後徐々にＣＨ
4又はＣＨ4以外の炭化水素ガスとＨ2（ＴｉＣｌ4）の流
量比を増やしてやり、チタン化合物の含有量を減らして
硬質アモルファスカーボン膜を形成させる傾斜組成層を
導入する。この場合、Ｎ2流量も変化させてやってもよ
い。そして、最終的にチタン化合物の含有量が５〜４０
ｍｏｌ％である条件にして成膜を行うことにより、Ｔｉ
Ｎ膜と硬質アモルファスカーボン膜を連続処理し、多層
膜を作成できる。
【００１１】以上の操作により、ＴｉＣあるいはチタン
化合物含有の硬質アモルファスカーボン膜は下層のＴｉ
Ｃ又はＴｉＮに強固に密着させることができる。さら
に、真空を維持したまま連続的にＴｉＣ、ＴｉＮ層と中
間層、硬質アモルファスカーボン膜層を形成する利点
は、ＴｉＣ又はＴｉＮの最表面が空気にさらすことな
く、硬質アモルファスカーボン層を形成でき、一層密着
性の良い膜が得られる点である。ＴｉＣ又はＴｉＮ層の
みを、プラズマＣＶＤ法以外の方法、例えばイオンプレ
ーティングや熱ＣＶＤ法で形成したのち、プラズマＣＶ
Ｄ法でチタン化合物含有硬質アモルファスカーボン膜を
形成すると、たとえこの操作を真空をやぶらずに行った
としてもそれぞれの手法に特徴的な膜の持つ特性（内部
応力、表面状態、結晶粒の大きさ等）があり、プラズマ
ＣＶＤ法による膜特性と異なるため、両手法間の膜のマ
ッチングが悪くなり、実用的な密着性が得られない場合
が多い。
化合物含有の硬質アモルファスカーボン膜は下層のＴｉ
Ｃ又はＴｉＮに強固に密着させることができる。さら
に、真空を維持したまま連続的にＴｉＣ、ＴｉＮ層と中
間層、硬質アモルファスカーボン膜層を形成する利点
は、ＴｉＣ又はＴｉＮの最表面が空気にさらすことな
く、硬質アモルファスカーボン層を形成でき、一層密着
性の良い膜が得られる点である。ＴｉＣ又はＴｉＮ層の
みを、プラズマＣＶＤ法以外の方法、例えばイオンプレ
ーティングや熱ＣＶＤ法で形成したのち、プラズマＣＶ
Ｄ法でチタン化合物含有硬質アモルファスカーボン膜を
形成すると、たとえこの操作を真空をやぶらずに行った
としてもそれぞれの手法に特徴的な膜の持つ特性（内部
応力、表面状態、結晶粒の大きさ等）があり、プラズマ
ＣＶＤ法による膜特性と異なるため、両手法間の膜のマ
ッチングが悪くなり、実用的な密着性が得られない場合
が多い。
【００１２】本発明では又、ＴｉＣ、ＴｉＮを含有する
硬質アモルファスカーボン膜は通常の硬質アモルファス
カーボン膜の成膜温度（〜２００℃）より比較的高温
（〜４００℃）で形成でき、これらの高温でも安定して
いるため、通常の硬質アモルファスカーボン膜が約３０
０℃以上でグラファイト化するのに比べ、より耐熱性に
優れている。
硬質アモルファスカーボン膜は通常の硬質アモルファス
カーボン膜の成膜温度（〜２００℃）より比較的高温
（〜４００℃）で形成でき、これらの高温でも安定して
いるため、通常の硬質アモルファスカーボン膜が約３０
０℃以上でグラファイト化するのに比べ、より耐熱性に
優れている。
【００１３】
【実施例】図３に示すプラズマＣＶＤ装置を使用し、Ｓ
ＫＨ５１をＤＣ電極側にセットし、まず基材温度を５０
０℃に保ちながらガス流量比ＣＨ4／Ｈ2（ＴｉＣｌ4）
＝０．０２、圧力０．３ＴｏｒｒでＲＦ放電を発生さ
せ、図１に示すように基材１上に２．０μｍのＴｉＣ膜
２を形成した。その後基材温度を３００℃まで下げＣＨ
4／Ｈ2（ＴｉＣｌ4）の流量比をＣとＨ2の比で０．２か
ら１まで徐々にＨ2流量を減らしていき、最終的にガス
流量比をＣとＨ2の比で１として、ＴｉＣ傾斜組成層３
の０．７μｍについで、ＴｉＣを含有する硬質アモルフ
ァスカーボン膜４の１μｍを形成した。この間に圧力は
０．２５Ｔｏｒｒから０．０５Ｔｏｒｒへと変化した。
形成した膜のＥＰＭＡによる組成分析結果は図２に示す
とおり、基材（ＳＫＨ５１）から多層膜に向って、Ｔｉ
Ｃ層、ＴｉとＣの濃度が連続的に変化する傾斜組成層
（Ｃは徐々に増加、Ｔｉは徐々に減少）、ＴｉＣを含有
する硬質アモルファスカーボン層の組成となっていた。
ＫＨ５１をＤＣ電極側にセットし、まず基材温度を５０
０℃に保ちながらガス流量比ＣＨ4／Ｈ2（ＴｉＣｌ4）
＝０．０２、圧力０．３ＴｏｒｒでＲＦ放電を発生さ
せ、図１に示すように基材１上に２．０μｍのＴｉＣ膜
２を形成した。その後基材温度を３００℃まで下げＣＨ
4／Ｈ2（ＴｉＣｌ4）の流量比をＣとＨ2の比で０．２か
ら１まで徐々にＨ2流量を減らしていき、最終的にガス
流量比をＣとＨ2の比で１として、ＴｉＣ傾斜組成層３
の０．７μｍについで、ＴｉＣを含有する硬質アモルフ
ァスカーボン膜４の１μｍを形成した。この間に圧力は
０．２５Ｔｏｒｒから０．０５Ｔｏｒｒへと変化した。
形成した膜のＥＰＭＡによる組成分析結果は図２に示す
とおり、基材（ＳＫＨ５１）から多層膜に向って、Ｔｉ
Ｃ層、ＴｉとＣの濃度が連続的に変化する傾斜組成層
（Ｃは徐々に増加、Ｔｉは徐々に減少）、ＴｉＣを含有
する硬質アモルファスカーボン層の組成となっていた。
【００１４】得られた膜についてスクラッチテストを実
施したところ膜厚３．７μｍで「３０Ｎ」の高い値が得
られ、ＴｉＣと硬質アモルファスカーボン膜との間で剥
離は見られなかった。一方、ＴｉＣ単独の同じ厚さの膜
の臨界荷重値は「２３Ｎ」であった。このことはＴｉＣ
と硬質アモルファスカーボンの密着性が良いことを示
し、さらに硬質アモルファスカーボン膜が自己潤滑性に
も優れていることを示している。
施したところ膜厚３．７μｍで「３０Ｎ」の高い値が得
られ、ＴｉＣと硬質アモルファスカーボン膜との間で剥
離は見られなかった。一方、ＴｉＣ単独の同じ厚さの膜
の臨界荷重値は「２３Ｎ」であった。このことはＴｉＣ
と硬質アモルファスカーボンの密着性が良いことを示
し、さらに硬質アモルファスカーボン膜が自己潤滑性に
も優れていることを示している。
【００１５】次に同じく得られた膜について図４に示す
ように無潤滑下での摩擦摩耗試験を行い、アルミニウム
との凝着性を試験した。本発明による硬質アモルファス
カーボン／ＴｉＣの複層膜では１８０分後も全く凝着は
見られず、試験面は健全であった。一方、ＴｉＮ、Ｔｉ
Ｃ膜では試験開始後５分でアルミニウムとの凝結が生じ
た。
ように無潤滑下での摩擦摩耗試験を行い、アルミニウム
との凝着性を試験した。本発明による硬質アモルファス
カーボン／ＴｉＣの複層膜では１８０分後も全く凝着は
見られず、試験面は健全であった。一方、ＴｉＮ、Ｔｉ
Ｃ膜では試験開始後５分でアルミニウムとの凝結が生じ
た。
【００１６】
【発明の効果】本発明における硬質アモルファスカーボ
ン膜は通常の硬質アモルファスカーボン膜の成膜温度
（〜２００℃）より比較的高温（〜４００℃）で形成で
き、これらの温度でも安定しているため、通常の硬質ア
モルファスカーボン膜が約３００℃以上でグラファイト
化するのに比べ、より耐熱性に優れている。そして、本
発明では、下地のＴｉＣ、ＴｉＮ等のチタン化合物層に
より耐摩耗性を持たせ、上層の硬質アモルファスカーボ
ン膜で自己潤滑性と耐摩耗性を持たせることができる。
そして両膜は相互に強固に密着しており剥離しにくい。
又、例えば無潤滑下の機械部品の摺動面に応用した場
合、硬質アモルファスカーボン膜が摩耗して失われて
も、第２の硬質なチタン化合物系硬質耐摩耗性被膜層に
より金属同士の凝着を防ぐことができる。
ン膜は通常の硬質アモルファスカーボン膜の成膜温度
（〜２００℃）より比較的高温（〜４００℃）で形成で
き、これらの温度でも安定しているため、通常の硬質ア
モルファスカーボン膜が約３００℃以上でグラファイト
化するのに比べ、より耐熱性に優れている。そして、本
発明では、下地のＴｉＣ、ＴｉＮ等のチタン化合物層に
より耐摩耗性を持たせ、上層の硬質アモルファスカーボ
ン膜で自己潤滑性と耐摩耗性を持たせることができる。
そして両膜は相互に強固に密着しており剥離しにくい。
又、例えば無潤滑下の機械部品の摺動面に応用した場
合、硬質アモルファスカーボン膜が摩耗して失われて
も、第２の硬質なチタン化合物系硬質耐摩耗性被膜層に
より金属同士の凝着を防ぐことができる。
【図１】本発明の実施例における層構成の説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例品のＥＰＭＡによる組成分析結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
【図３】本発明の実施に使用するプラズマＣＶＤ装置の
説明図である。
説明図である。
【図４】摩擦摩耗試験の説明図である。
１ 基材 ２ ＴｉＣ膜 ３ ＴｉＣ傾斜組成膜 ４ 硬質アモルファスカーボン膜
Claims (6)
- 【請求項１】 基材表面にチタン化合物系硬質耐摩耗性
皮膜層、チタン化合物傾斜組成層、硬質アモルファスカ
ーボンを主体とする自己潤滑性被膜層を順次形成してな
ることを特徴とする硬質多層膜形成体。 - 【請求項２】 各層がプラズマＣＶＤ法により形成され
ている請求項１記載の硬質多層膜形成体。 - 【請求項３】 チタン化合物がＴｉＣ又はＴｉＮである
請求項１記載の硬質多層膜形成体。 - 【請求項４】 自己潤滑性被膜層は硬質アモルファスカ
ーボンを主体とし、５〜４０ｍｏｌ％のＴｉＣの如きチ
タン化合物を含有し、塩素量が３ａｔ％以下である請求
項１記載の硬質多層膜形成体。 - 【請求項５】 真空炉内に基材を配設し、５００℃前後
の温度で原料ガスを該炉内に導入し、プラズマＣＶＤ法
により基材上にチタン化合物膜を形成し、ついで真空を
維持したまま基材温度を２５０〜４００℃として、同じ
くプラズマＣＶＤ法によりチタン化合物傾斜組成層及び
硬質アモルファスカーボンを主体とするカーボンを主体
とする自己潤滑性被膜層を形成することを特徴とする硬
質多層形成体の製造方法。 - 【請求項６】 基材温度を２５０〜４００℃でプラズマ
ＣＶＤ法を実施する場合に、炭化水素の炭素（Ｃ）とＨ
2（ＴｉＣｌ4）の水素（Ｈ2）との比を０．２以上とす
る原料ガスを用いる請求項５記載の硬質多層膜形成体の
製造方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
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| US07/861,246 US5260107A (en) | 1991-04-08 | 1992-03-31 | Plasma chemical vapor deposition process for producing a hard multilayer coated product |
| SE9201103A SE508353C2 (sv) | 1991-04-08 | 1992-04-07 | Produkt belagd med hårt material i flera skikt och förfarande för framställning av densamma |
| DE4211829A DE4211829C2 (de) | 1991-04-08 | 1992-04-08 | Verfahren zur Herstellung eines Artikels mit Mehrlagen-Hartbeschichtung und danach hergestellter Artikel |
| US08/088,624 US5368939A (en) | 1991-04-08 | 1993-07-06 | Hard multilayer coated product and process for producing same |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP3138534A JPH07109034B2 (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | 硬質多層膜形成体およびその製造方法 |
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|---|---|
| JPH04311569A JPH04311569A (ja) | 1992-11-04 |
| JPH07109034B2 true JPH07109034B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=15224405
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3138534A Expired - Lifetime JPH07109034B2 (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | 硬質多層膜形成体およびその製造方法 |
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| JP (1) | JPH07109034B2 (ja) |
| DE (1) | DE4211829C2 (ja) |
| SE (1) | SE508353C2 (ja) |
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